תווך אופטי

תווך אופטי הוא תווך של חומר, שדרכו מתפשטים אור וגלים אלקטרומגנטיים אחרים. הפֶּרְמִיטִיבִיות ופֶּרְמֵאַבִּילִיּוּת של התווך מגדירים כיצד גלים אלקטרומגנטיים מתפשטים בו.

תכונות

לתווך האופטי יש עכבה פנימית, הניתנת על ידי

<math>\eta = {E_x \over H_y}</math>

כאשר <math>E_x</math> ו <math>H_y</math> הם השדה החשמלי והשדה המגנטי, בהתאמה. באזור ללא מוליכות חשמלית, מקבלים:

<math>\eta = \sqrt{\mu \over \varepsilon}\ .</math>

לדוגמה, בחלל חופשי העכבה הפנימית נקראת עכבה אופיינית של ואקום, מסומנת Z ₀, והיא

<math>Z_0 = \sqrt{\mu_0 \over \varepsilon_0}\ .</math>

גלים מתפשטים בתווך במהירות <math>c_w = \nu \lambda </math>, כאשר <math>\nu</math> הוא התדר ו <math>\lambda</math> הוא אורך הגל של הגלים האלקטרומגנטיים. ניתן גם להציג משוואה זו באופן הבא

<math> c_w = {\omega \over k}\ ,</math>

כאשר <math>\omega</math> הוא התדר הזוויתי של הגל ו <math>k</math> הוא מספר הגל של הגל. בהנדסת חשמל, הסמל <math>\beta</math>, הנקרא קבוע פאזה, משמש לעיתים קרובות במקום <math>k</math> .

מקובל לסמן אתמהירות ההתפשטות של גלים אלקטרומגנטיים בחלל חופשי, מצב ייחוס תקני אידיאלי (כמו אפס מוחלט לטמפרטורה), על ידי c ₀ המקים:

<math>c_0 = {1 \over \sqrt{\varepsilon_0 \mu_0}}\ ,</math>

כאשר <math>\varepsilon_0</math> הוא הקבוע החשמלי ו <math>~ \mu_0 \ </math> הוא הקבוע המגנטי .

להקדמה כללית, ראה Serway לדיון על מדיה סינתטית, ראה Joannopoulus.

סוגים

1. מדיום הומגני לעומת מדיום הטרוגני
2. גוף שקוף לעומת גוף אטום
3. תווך שקוף

ראו גם

• קרינת צ'רנקוב
• הספקטרום האלקטרומגנטי
• קרינה אלקטרומגנטית
• אוֹפְּטִיקָה
• יחידות SI
• חלל חופשי
• מטא-חומר
• גביש פוטוני